DD297251A5 - Elektrochemische zelle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle zum UEberwachen des Vorhandenseins oder der Konzentration von Gasen oder Daempfen in der Atmosphaere. Zur Erhoehung der Betriebs- und Funktionssicherheit enthaelt die Zelle 3 erfindungsgemaesz einen hohlen Koerper 13, der eine offene Kammer zur Aufnahme eines Elektrolyten begrenzt, eine Kappe 11 zum Abdecken einer OEffnung zu der Kammer und eine zwischen der Kappe und der Kammer angebrachte Membran 25. In der Kappe ist ein Durchgang 14 ausgebildet, der dem Gas das Eintreten in die Zelle gestattet. Die Membran 25 ist fuer das zu erfassende Gas durchlaessig, jedoch fuer den Elektrolyten undurchlaessig und traegt eine katalytische Elektrode 36 auf ihrer der Kammer zugewandten Flaeche. Ein Kollektordraht 23 wird gegen die Elektrode in Lage gehalten, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode herzustellen. Die Membran ist in der Naehe ihres aeuszeren Randes mit dem Koerper verschweiszt, wobei die Schweiszung eine Abdichtung zwischen der Membran und dem Koerper bildet und den Draht in Position haelt. Die Kappe 11 hat einen Vorsprung 18 zur Anlage gegen die aeuszere Flaeche der Membran, um die Membran und den Kollektordraht gegeneinander zu halten. Die Kappe 11 ist durch Schweiszen mit dem Koerper 13 verbunden.{elektrochemische Zelle; Gaskonzentration und Dampfkonzentration; Elektrolyt; elektrischer Kontakt; Membran; katalytische Elektrode; Abdichtung; Verschweiszung}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Fühltechnik unter Veiwendung einer elektrochemischen Einrichtung zum Überwachen des Vorhandenseins oder der Konzentration von Oasen oder Dämpfen in der Atmosphäre.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei vielen der derzeit verwendeten Fühler zum Erfassen von Gasen und Dämpfen wird ein Brennstoffzellen-Prinzip genutzt, wodurch als Ergebnis einer elektrochemischen Oxidation oder Reduktion der erfaßten Art auf einer katalytischer! Elektrode ein Strom erzeugt wird. Diese Stromerzeugung oder amperometrlsche Technik wird als Maß für die Qaskonzentration verwendet. Elektrochemische Zellen, so wie die gemäß der vorliegenden Erfindung beschriebenen, enthalten entwoder zwei oder drei Elektroden, die räumlich getrennt mit einem Elektrolyt in Kontakt stehen. Die Arbeite- oder Fühlelektrode steht In Kontakt mit der überwachton Atmosphäre. Eine Bedingung für den Betrieb der Arbeitselektrode besteht darin, daß ein Kontakt zwischen dem Gas, dem Elektrodenkatalysator und dem Elektrolyt erhalten wird. Der allgemein verwendete Zellenaufbau umfaßt eine Gasdiffusionsmembran, aus der der Katalysator niedergeschlagen oder als Beschichtung aufgebracht Ist, die einen Durchtritt des Gases zu dem Katalysator zuläßt, Jedoch ein Austreten des Elektrolyten aus der Zelle verhindert. Eine der Arbeitselektrode ähnlichb Gegenelektrode ist vorgesehen, um den Stromkreis in der Zelle zu vervollständigen. Auch kann eine Bezugselektrode vorgesehen sein, um mit Hilfe einer elektronischen Schaltung ein feststehendes Potential zu erzeugen, gegenüber dem die Arbeitselektrode vorgespannt werden kann.

Weiter sind Mittel vorgesehen, um den zwischen der Gegen- und der Arbeitselektrode erzeugten Strom einer äußeren Schaltung zur Messung zuzuführen. Diese Mittel umfassen üblicherweise Metallkollektorstreifen, die die Elektroden kontaktieren und mit der äußeren Schaltung verbinden.

Die drei Elektroden werden verbunden unter Verwendung einer einen Potentiostaten enthaltenden Schaltung, der die Bezugselektrode auf einem festen Potential hält. Unter den meisten Umständen wird die Arbeitselektrode auf einem Potential gehalten, das fest ist gegenüber dem der Bezugselektrode. Dann kann eine Messung des als Ergebnis eines Aussetzens der Arbeiteelektrode gegenüber dem Gas erzeugten Stromes erfolgen. Die Größe des Stromes steht in einer Beziehung zu der Konzentration des Gases durch eine Relation, wie:

Strom,l-nFA (C 1 - C2)/e wobei

η ο Anzahl der pro Molekül des reagierenden Gases erzeugten Elektronen,

F = Faradaysche Konstante

A » Elektrodenfläche

C1 - C2 η Konzentrationsdifferenz über die Diffusion9hülle, das Ist die Differenz der Konzentration zwischen dem Bereich, wo das Gas am meisten konzentriert ist (d. h. die zu prüfende Atmosphäre) und dem Bereich, wo es am wenigsten

konzentriert ist (d. h. nahe der Arbeitselektrode), e = Länge des Diffusionsweges, das ist die Entfernung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der

Arbeitselektrode.

Unter normalen Umständen ist eine Begrenzung des Gasstromes zu der Elektrode vorgesehen, so daß der die Rate begrenzende Schritt in der obigen Gleichung der des Massentransports des Gases zu der Elektrodenoberfläche ist. In einem solchen Falle kann die Konzentration des Gases an der Elektrode im wesentlichen als Null angenommen worden, da die Reaktion an der Oberfläche schnell ist und der Strom I direkt proportional ist zu der Konzentration dos Gases außerhalb der Zelle. Dies schlägt sich in der Praxis in einer linearen Beziehung nieder, vorausgesetzt, daß das Gas mit Konzentrationen unterhalb der Sättigung vorhanden ist.

Bei zur Überwachung von toxischen Gasen verwendeten Fühlern ist es notwendig, daß sie zuverlässig sind und über einen Bereich von Umgebungsbedingungen nicht zur Abgabe eines falschen Alarms neigen. Damit sichergestellt wird, daß die Anzeige einer Gefahr nicht abgegeben wird, wenn kein toxisches Gas vorhanden ist, sind Fühler entwickelt worden, die auf das spezielle zu erfassende toxische Gas spezifisch sind und die minimal ansprechen auf Gase, die keine Gefahr darstellen. Zusätzlich

wird sichergestellt, daß der Einfluß von Effekten, wie Änderungen der Feuchtigkeit oder der Temperatur, schon wahrend der Konstruktionsphase minimiert wird, so daß die Anzeige einer Gefahr von einem Instrument unter Verwendung der elektrochemischen Zelle auf das Vorhandensein des toxischen Gases zurückzuführen ist und nicht ein Ergebnis von Änderungen In der Umgebung Ist.

Jedoch gibt es zwei mögliche Gründe für das Versagen von elektrochemischen Zellen dieser Art: Entweder eine Leckage des Elektrolyten von innerhalb der Zelle zur Außenseite, was die Verbindungsanschlüsse angreifen oder das Volumen des Elektrolyten auf einen Wert senken kann, der nicht mehr für das Arbeiten der Zelle ausreicht; oder ein schlechter elektrischer Kontakt zwischen dem Stromkollektor und der katalytlschen Arbeitselektrode.

Diese Schwierigkeiten können auf die Method« der Konstruktion der Zelle zurückgeführt werden. Eine allgemein verwendete Methode) um die Zelle: jsammenzuhalten, beruht auf der Verwendung von Bolzen und Muttern, die die Membranen an Ihrem Platz halten, und der Abdichtung unter Verwendung von O-Rlngen. Die Stromkollektoren werden durch Druck gegen ein absorbierendes Polster gegen die Elektrode gehalten. Der Nachteil einer solchen Methode liegt darin, daß man auf den O-Ring vertrauen muß, während der Lebensdauer der Zelle einen ständigen Druck auszuüben. Dies ist nicht Immer der Fall, so daß der Elektrolyt zwischen der Membran und der Zelle austreten kann, wenn der O-Ring mit der Alterung an Wirksamkeit nachläßt. Wenn der Verblndimgsanschluß keinen zuverlässigen Kontakt mit der Elektrode bildet, wird die Ablesung der Zelle ungenau sein. Irreführende Anzeigen der Konzentrationen von toxischen Gasen sind natürlich von äußerster Gefährlichkeit in der Umgebung des Menschen.

Ziel dor Erfindung Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Betriebs· und Funktionssicherheit derartiger Meßfühler. Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den konstruktiven Aufbau dahingehend zu verbessern, daß Leckagen oder mangelnder elektrischer Kontakt nicht zum Ausfall der Geräte führen können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrochemische Zelle zum Erfassen der Konzentration von Gasen geschaffen, wobei die Zelle einen Hohlkörper enthält, der eine offene Kammer zur Aufnahme eines Elektrolyten begrenzt, eine Kappe zum Abdecken einer Öffnung zu der Kammer, wobei in der Kappe ein Durchgang ausgebildet ist, der einen Eintritt des Gases in die Zelle zuläßt, und eine zwischen die Kammer und die Kappe eingepaßte Membran, die für das zu erfassende Gas durchlässig, jedoch für den Elektrolyten undurchlässig ist, und wobei die Membran auf ihrer an die Kammer angrenzenden Seite eine Elektrode trägt, die Kappe gegen den Körper abgedichtet ist und die Membran durch Schweißen an den Körper oder der Kappe befestigt ist. Mit einer solchen Anordnung kann der Elektrolyt nicht durch die geschweißte Dichtung austreten. Vorzugsweise wird die Dichtung zwischen der Kappe und Körper ebenfalls durch Schweißen ausgeführt. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Umfang der Membran mit dem Körper verschweißt und ein Kollektordraht zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der Elektrode vorgesehen, wobei der Kollektordraht gegen die Membran ausgerichtet ist, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode herzustellen, und durch Schweißen zwischen der Membran und dem Körper in seiner Lage befestigt wird. Durch das Befestigen des Drahtes in der geschweißten Verbindung zwischen dem Körper und der Membran kann sich der Draht nicht leicht von dor Membran entfernen. Dies macht die Zelle dauerhafter in der Verwendung.

Vorzugsweise ist an der Kappe ein gegen die Fläche der Membran anliegender Vorsprung ausgebildet, um die -lektrode in elektrischem Kontakt mit dem Kollektordraht zu halten.

Ausführungsbeispiel Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen Fig. 1: eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Gasspürzelle; Fig. 2: eine Draufsicht auf die Membran der in Fig. 1 dargestellten Zelle in vergrößertem Maßstab; Fig. 3: eine Schnittansicht, die die Konstruktion der Zelle in Flg. 1 zeigt; und Fig.4: eine Schnittansicht durch einen Teil einer alternativen Ausführungsform der Zelle.

Wie Fig. 1 zeigt, enthält eine elektrochemische Gasspürzelle 3 einen hohlen zylindrischen Körper 13, der aus einem gegen starke Säuren und Gase widerstandsfähigen polymeren Kunststoffmaterial hergestellt ist. Geeignete Materialien sind beispielsweise Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyethylen (PE). Der Hohlkörper 13 begrenzt eine Kammer 28 zur Aufnahme eines flüssigen Elektrolyten, der für den elektrochemischen Prozeß wesentlich ist.

Die Kar.-.mer 28 ist an beiden Enden offen, der Elektrolyt wird In der Zelle 3 zurückgehalten mittels Membranen 25,30, die über den offenen Enden angebracht sind. Die Membran 25 trägt eine Arbeitselektrode 36 auf ihrer der Kammer zugewandten Fläche, und die Membran 30 trägt eine geteilte Elektrode 37. Jede Elektrode ist aus einer Edelmeta'l/PTFE-Mischung hergestellt und mit einer porösen Fluoropolymer-Folienmembran verbunden. Diese Membran ist hydrophob und, da sie von dem Elektrolyten nicht benetzt wird, ist die Membran für den Elektrolyten undurchlässig, so daß dieser am Austreten aus der Zelle gehindert wird. Andererseits ist die Membran für das zu erfassende Gas durchlässig, was es dem Gas gestattet, in die Zelle zu strömen und mit dor Arböitselektrode 36 zu reagieren.

Jeda Membran 25,30 hat die Form eines kreisförmigen porösen Blättchens. Die Membran hat typischerweise eine Porosität von zwischen 10 und 20% und eine Dicke von zwischen 0,075mm (0,003inch) unrt 0,225 mm (0,009 inch).

Die Arbeitselektrode 36 wird hergestellt durch Mischen eines Katalysators und einer PTFE-Suepension in Wasser, um eine

geschmeidige, kohäsive Masse zu bilden. Der Katalysator ist typischerweise ein Edelmetall In Pulverform, wie Platin, Palladium,

Iridium oder Gold. Die Mischung wird unter Verwendung von auf dem Fachgebiet wohlbekannten Techniken auf die Membran

aufgebracht. Typischerwelse wird aus der Mischung ein dünner Film gebildet, auf die Membran aufgebracht und auf eine

Temperatur von beispielsweise 200*0 erhitzt, um Ihn mit der Membran zu verschmelzen. Die Katalysatorelektrode bedeckt eine

kreisförmige Fläche der Membran, wobei der Umfang der Membran unbedeckt bleibt.

Die geteilte Elektrode 37 enthält zwei getrennte Bereiche, die eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode bildon. Die Gegenelektrode Ist selbst eine katalytlsche Elektrode, da sie an einer katalytischen Reaktion mit durch die Arbeitselektrode in

den Elektrolyten eingeführten Ionen teilnimmt. Der Katalysator für die Gegenelektrode kann von dem auf der Arbeitselektrodeverschieden sein. Beispielsweise angenommen, daß Schwefelwasserstoff (H₂S) an der Arbeltselektrode erfaßt wird. Diechemische Reaktion an der Arbeltselektrode wäre dann:

Hj + 4H₂O-> H₂SO₄ + 8H⁺ + 8e~

Die an der Arbeltselektrode In den Elektrolyten eingeführten H⁺-Ionen wandern zu der Gegenelektrode, wo sie einer katalytischen Reaktion unterliegen, um Elektronen von der Gegenelektrode zu erlangen. Die Bezugselektrode Ist auch eine katalytlsche Elektrode, obwohl sie selbst nicht an einer chemischen Reaktion teilnimmt. Für die Bezugselektrode wird das katalytlsche Material aus Gründen der Bequemlichkeit verwendet, so daß die Bezugselektrode boim

gleichen Herstellungsvorgang wie die Gegenelektrode gebildet werden kann. Die geteilte Elektrode 37 kann In einer ähnlichen

Weise wie die Arbeitselektrode gebildet sein, wobei der Katalysator in zwei getrennten Bereichen für die Gegenelektrode und die Bezugselektrode auf der Membran 30 aufgebracht ist. Die Membranen 25,30 sind gegen den Körper 13 durch Schweißen abgedichtet. Geeignete Schweißarten sind Hitzeschweißen

und Ultraschallschweißen.

Über der Arbeitselektrode 25 ist eine erste Kappe 11 angebracht. Die Kappe ist durch Schweißen gegen den Körper abgedichtet. Geeigneto Schweißarten sind Ultraschallschweißen und Hitzeschweißen. In der Kappe ist ein Durchgang 14 ausgebildet, um

einem Gas außerhalb der Zelle das Eintreten in die Zelle zu gestatten.

Eine zwoito Kappe 12 ist über der Membran 30 angebracht, in einer ähnlichen Weise wie die erste Kappe 11 angebracht ist. Auch

die zweite Kappe 12 ist durch Schweißen gegen den Körper 13 abgedichtet. In der zweiten Kappe 12 ist eine öffnung 14vorgesehen, um an dem Arbeitsende der Zelle 3 auftretende Druckänderungen auszugleichen.

Die Kammer 28 enthält oinen Elektrolytvorratsbehälter und einen Dochthalter 8. Der Dochthalter 8 ist mit einem saugfähigen Material gefüllt, das als Docht wirkt und den flüssigen Elektrolyten von dem Reservoir saugt und zu der Arbeitselektrode 36

liefert. Ein absorbierendes oder saugfähiges Polster 38 aus Glasfasern liegt an der Fläche der Elektrode 36 an und unterstützt es,den Elektrolyten mit der Elektrode In Kontakt zu bringen. Somit stellen der Docht und das absorbierende Polster sicher, daß der

Elektrolyt unabhängig von der Orientierung der Zelle 3 mit der Edelmetallelektrode in Kontakt bleibt. Einein der Wand des Körpers vorgesehene Öffnung 16 erlaubt Θ3, den Vorratsbehälter mit dem Elektrolyten zu füllen. Sobald die Zelle 3 gefüllt ist,

wird ein Stopfen 10 in die Öffnung 16 eingeschweißt.

Der an den Elektroden 36,37 elektrochemisch erzeugte Strom wird mittels die Floktroden 36 bzw. 37 berührenden Platinkollektordrähten 23,24 von den Elektroden abgeführ» Die Drähte 23,24 sind mit einem auf der Außenseite des Körpers 13

vorgesehenen Verbindungsanschluß 2 aus Kunststoff verbunden. Der Anschluß beherbergt einen Kontakt für jede Elektrodeoder jeden Elektrodenbereich und ist dazu vorgesehen, einen (nicht gezeigten) Stecker aufzunehmen, um die Zelle mit einer(ebenfalls nicht gezeigten) Überwachungsschaltung zu verbinden.

Die konstruktiven Einzelheiten der Elektrode 36, des Kollektors 23 und der Membran 25 seien nun anhand der Figuren 2 und 3

verdeutlicht.

An der Kante der öffnung zu der Kammer ist ein ringförmiger Rücksprung 17 vorgesehen, dessen Tiefe der kombinierten Dicke

der Elektrode 36 und des absorbierenden Polsters 38 gleich ist. Die Elektrode 36 erstreckt sich über die Öffnung der Kammer undist mit Ihrer Kante in dem Rücksprung 17 angeordnet. Der sich über die Elektrode hinaus erstreckende Umfang der Membran ruht

an der Kante der Öffnung jenseits des Rücksprungs. Der Kollektordraht 23 ist flach gegen die Elektrode ausgerichtet und erstrecktsich im wesentlichen radial zwischen der Elektrode und dem absorbierenden Polster und wird durch den Druck zwischen der

Elektrode und dem absorbierenden Polster an seinem Platz gehalten, wodurch ein enger Kontakt zwischen der Elektrode 36 und

dem Kollektordraht 23 hergestellt wird.

Die Membran ist durch Verschweißen des Membranumfangs mit dein oberen Bereich der Kainmeröffnung gegen den Körper

abgedichtet. Das Schweißen wird in zwei konzentrischen Bändern durchgeführt, wie es durch die Kreise 22 in Fig. 2 dargestelltist. Der Kollektordraht wird somit durch die Schweißverbindung um den Draht an seinem Platz festgehalten. Während des

Schweißvorgangs werden die Kunststoffmaterialien der Membran und des Körpers weich und fließen um den Draht, so daß sie

eine gute Abdichtung bilden. Der Kollektordraht kann am Umfang der Membran, wo die Membran befestigt ist, in einem

Zickzackmuster verlaufen, um die Abdichtung um den Draht zu verbessern. Die Kf.ppe 11 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 18 versehen, der, wenn die Kappe angebracht ist, an der äußeren Fläche der Membran anliegt und die Elektrode in einem engen Kontakt mit dem Kollektordraht hält. Als weitere Abdichtung zwischen der Membran und der Kappe ist eine O-Ring-Dichtung 19 vorgesehen. Der 0-Ring ist nur leicht zusammengedrückt, da er keine starke Kraft zu bewirken braucht, um den Kollektordraht und die Membran gegeneinander zu drücken, noch eine Dichtung zwischen der Membran 25 und dem Körper 13 bewirken muß. Da die Kappe nicht in ihrer Lage verschweißt worden muß, während sie unter Druck steht, um den 0-Ring zusammenzudrücken, ist das Anbringen der Kappe einfacher und ihre Positionierung weniger

kritisch.

Die Membran 30, die Drähte 24 und die zweite Kappe 12 können in einer Weise ähnlich der oben beschriebenen an dem

gegenüberliegenden Ende der Zelle angebracht werden.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Zelle ist in Fig. 4 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der 0-Ring durch einen auf

der Kappe 11 ausgebildeten zweiten ringförmigen Vorsprung 8 ersetzt worden. Der zweite ringförmige Vorsprung 8 wird als

Abstandshalter, um die Kappe 11 zum Verschweißen in der richtigen Lage in der Öffnung zu halten. Bei den oben beschriebenen Ausführungebeispielen ist zwischen der Membran, dem Kollektordraht und dem Körper eine

hermetische Abdichtung ausgebildet, die sicherstellt, daß der Elektrolyt an diesen Abdichtungen nicht aus der Zelle austretenwird. Diese hermetische Abdichtung wird mit der Zeit nicht zerstört werden. Darüber hinaus halten die Abdichtungen die

Kollektordrähte in einer Lage In gutem elektrischen Kontakt mit den Elektroden fest. Somit werden die Schwierigkeiten einer Leckage und eines schlechten elektrischen Kontakts, die mit der Zelt bei manchen üblichen Konstruktionen auftreten, vermieden. Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Elektrolyt mittels des Dochtes und des absorbierenden Polstere der Arbeltselektrode zugeführt. Dies stellt sicher, daß stets eine großzügige Versorgung der Elektrode mit Elektrolyt erfolgt,

unabhängig von der Orientierung der Zelle bei ihrer Verwendung. Das Reservoir ist mit dem Elektrolyten gefüllt, um unter denmeisten Umständen ein Austrocknen zu verhindern.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen verfügt die Zelle über einen Verbindungsanschluß zur Verbindung mit einer

externen Überwachungsschaltung. Dies erlaubt es, daß die Zelle leicht an die Schaltung „angesteckt" werden kann, währendgleichzeitig eine zuverlässige Verbindung sichergestellt wird.

Besonders zu schätzen ist es, daß bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Körper und die Kappen so entworfen sind,

daß diese Bauteile leicht aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt werden können.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Membran mit dem Körper verschweißt ist, kann bei anderen Ausführungen anstelle dessen die Membran mit der Kappe verschweißt sein. In diesem Falle wird die Kappe vorzugsweise durch Schweißen mit dem Körper verbunden, so daß eine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung erreicht wird, um eine Leckage des Elektrolyten zu verhindern. Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielnn die der Arbeitselektrode gegenüberliegende Elektrode eine geteilte Elektrode ist mit eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode bildenden Bereichen, kann in anderen Ausführungen die Bezugselektrode weggelassen werden. Die Elektrode würde dann als einzige Elektrode ausgebildet sein.

Claims (19)

1. Elektrochemische Zelle zum Erfassen von Gaskonzentrationen, gekennzeichnet durch einen hohlen Körper (13), der eine offene Kammer (28) zur Aufnahme eines Elektrolyten begrenzt, eine Kappe (11) zum Abdecken einer öffnung zu der Kammer (28), wobei in der Kappe (11) ein Durchgang (14) ausgebildet Ist, um den Eintritt von Gas in die ZeIIo zu gestatten, und eine zwischen der Kammer (28) und der Kappe (11) angebrachte Membran (25), die für das zu erfassende Gas durchlässig, für den Elektrolyten dagegen undurchlässig ist, wobei die Membran (25) auf Ihrer an die Kammer (28) angrenzenden Seite eine Elektrode (36) trägt, die Kappe (11) gegen den Körper (13) abgedichtet ist und die Membran (25) durch Verschweißen mit dem Körper (13) oder der Kappe (11) befestigt ist.

2. Zelle nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (11) durch Verschweißen mit dem Körper (13) abgedichtet ist.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Membran (25) mit dem Körper (13) verschw· "t Ist, und daß weiterhin ein Kollektrodraht (23) vorgesehen ist zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der Elektrode (36), wobei der Kollektordraht (23) gegen die Membran (25) angebracht ist, um einen elektrischen Kontakt mit der Elektrode (36) herzustellen, und durch Verschweißen zwischen der Membran (25) und dem Körper (13) in seiner Lage befestigt ist.

4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektordraht (23) im Bereich der Schweißung am Umfang der Membran einem Zickzackmuster folgt.

5. Zelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) kreisförmig ist und die Schweißung in zwei konzentrischen Bändern in der Nähe des Randes der Membran (25) ausgeführt ist.

6. Zelle nach Anspruch 3.4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfang der Membran (25) über den Rand der Elektrode (36) hinaus erstreckt und der Rand der Öffnung zu der Kammer (28) mit einem Rücksprung (17) versehen ist, daß sich die Elektrode (36) über die Öffnung erstreckt und mit ihrem Rand in dem Rücksprung (17) angeordnet ist, und daß der Kollektordraht (23) in dem Rücksprung (17) gegen den Rand der Elektrode (36) festgehalten ist.

7. Zelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die der Kammer (28) zugewandte Fläche der Elektrode (36) ein absorbierendes Polster (33) angebracht ist, das im wesentlichen die Fläche der Elektrode (36) bedeckt und dessen Rand mit dem Rand der Elektrode (36) in dem Rücksprung (17) angeordnet ist, wobei der Rücksprung (17)eineTiefegleich der kombinierten Dicke der Elektrode (36) und des Polsters (38) aufv eist, und der Kollektordraht (23) zwischen der Elektrode (36) und dem absorbierenden Polster (38) festgehalten ist.

8. Zelle nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kappe (11) ein Vorsprung (18) zur Anlage gegen die äußere Fläche der Membran (26) ausgebildet ist, um die Elektrode (36) in ihrer Lage in Kontakt mit dem Kollektordraht (23) zu halten.

9. Zelle nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen durch einen Hitzeschweißvorgang ausgeführt wird.

10. Zelle nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen durch einen Ultraschallschweißvorgang durchgeführt wird.

11. Zelle nach Anspruch 1; 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (28) einen Vorratsbehälter zum Enthalten des Elektrolyten und einen Docht (35) zum Liefern des Elektrolyten an die Elektrode (36) enthält.

12. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (36) einen auf die Membran (25) aufgebrachten Katalysator enthält.

13. Zelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein Edelmetall ist.

14. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) aus einem porösen Polytetrafluorethylenmaterial besteht.

15. Zelle nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (13) an den der erstgenannten Öffnung gegenüberliegenden Ende eine zweite Öffnung aufweist, und daß weiterhin eine zweite Kappe (12) zum Abdecken der zweiten Öffnung vorgesehen ist, wobei die Kappe (12) eine Öffnung (15) aufweist, die einen Ausgleich von inneren und äußeren Gasdrücken der Zelle gestattet, und eine zwischen der Kammer (28) und der zweiten Kappe (12) angebrachte zweite

Membran (30), die für das zu erfassende Gas durchlässig, jedoch für den Elektrolyten undurchlässig Ist, wobei die zweite Membran (30) auf ihrer der Kammer (28) zugewandten Fläche eine zweite Elektrode (37) trägt, die zweite Kappe (12) gegen den Körper (13) abgedichtet ist und die zweite Membran (30) mit dem Körper (13) oder der zweiten Kappe (12) verschweißt ist.

16. Zelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (37) eine geteilte Elektrode ist, die zwei getrennte Elektrodenhoreiche aufweist.

17. Zellenach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Anschlußvorrichtung (2) vorgesehen ist zum Verbinden der Zelle mit einer externen Überwachungsschaltung, wobei die Anschlußvorrichtung (2) einen Anschluß für jede Elektrode oder für jeden Elektrodenbereich aufweist und mit den Elektroden durch Kollektordrähte (23,24) verbunden ist.

18. Zelle wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

19. Zelle wie unter Bezugnahme auf die Figur 4 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.